柴油机具有优良的燃油经济性、耐久可靠性，被世界各国广泛用作卡车的主要动力。但是柴油汽车排出的NOx、IM等污染物是大气的主要污染源1 1，所以我国正在逐步严格汽车排放法规。柴油机喷油系统对发动机的排放起着非常重要的作用，因而促使共轨式喷油系统等新的喷油系统不断出现和应用。但是，在原有发动机上大都采用直列式喷油泵，改换新的喷油系统必须对发动机进行较大的结构改动，需做大量的发动机优化试验工作14 51.因此，在目前我国部分地区执行欧排放法规的前提下，通过采用新的喷油泵标定方法，控制喷油泵各缸喷油量不均匀度，改善柴油机排放，使满足欧I排放法规的发动机达到欧排放水平，不失为一种切实可行的办法。

　　常规的喷油泵标定方法通常对标定点和大扭矩点的喷油量及其各缸不均匀度严格控制，对怠速点的各缸喷油量不均匀度控制较宽松，而对小齿条位置的基金项目：国家教育部重点基金资助项目（99A04020210）1<作者1丨：窦慧灌i女博士研究生1工程师油被遥-逆如奄Allrightsreserrc喷油量不进行特殊控制，小齿条位置的喷油量不均匀度达到±（10~15）。虽然这种方法在喷油泵生产标定时较易实现，但对发动机的排放非常不利16 71.因为在欧排放法规的13个测试工况点中，怠速点和小负荷工况占有相当大的比例。因此，本文采取了一种同时控制喷油泵小齿条位置、怠速点、标定点和大扭矩点的各缸喷油量不均匀度的标定方法，对柴油机喷油泵的各缸喷油量不均匀度进行严格控制，并研究了它对发动机的燃烧及排放的影响。

　　1喷油泵标疋1.1喷油泵标定装置为了准确进行喷油泵的标定，在ZEXEL公司的15NP型喷油泵实验台上，使用法国EFS公司的EM2型单次流量计测量各缸喷油量，其精度为06mm3.喷油泵齿条位置由步进电机控制。为喷油泵标定试验台，喷油泵型号为P76G11，机械全程式调速器。

　　1.2喷油泵标定方法直列式喷油泵通常对标定点和大扭矩点的各缸喷油量不均匀度控制严格，对怠速时的各缸喷油量不均匀度控制较宽松。对小齿条位置不做特殊控制，小齿条位置的各缸喷油量不均匀度达到±10以上。为了克服因小齿条位置的各缸喷油量不均匀度大造成的排放恶化，本文采用的喷油泵标定方法是，确定某一小齿条位移量，由步进电机控制喷油泵齿条向右移动到所要求的位置，使用单次流量计测量各缸的喷油量，根据测量结果反复调整喷油泵，直到各缸喷油量不均匀度满足要求。采用上述相同的步骤对喷油泵的怠速点、大扭矩点和标定功率点喷油量进行调整，并使各缸喷油量不均匀度控制在所要求的值。当小齿条位置时各缸喷油量的不均匀度相差很大，仅通过调节喷油泵不能满足要求时，即通过更换油泵柱塞偶件来实现。喷油泵的标定过程见在喷油泵标定过程中需要反复调整几次，方使喷油泵的小齿条位置、怠速点、标定点和大扭矩点的各缸喷油量不均匀度均控制在所要求的值以内。

　　1.3喷油泵标定结果采用上述标定方法对一台P76S11型喷油泵进行标定，在一些控制点喷油泵的各缸喷油量不均匀度如表2试验主要设备名称型号测功器日本小野的电涡流测功机废气测量仪HORBAMEXA-7000排气分析仪微粒采样系统HOR1BA的MDLT-1302TMA微粒采样系统燃烧分析仪日本小野CB466燃烧分析仪烟度计AVL439消光式烟度计表1CA6110发动机性能参数项目参数发动机类型直喷式冲程数4缸数6排量/L7.127进气方式增压中冷缸径行程mm110/125标定功率/W155标定转速/（Imil-1）2500燃烧室类型米用该标定方法后，各缸的循环供油量都有不同程度的变化，其中缸的循环供油量变化大。

　　是标定前后缸全负荷部分转速点的循环供油量对比结果。

　　2实验方案实验在CA6110发动机上分别采用原机喷油泵和新标定喷油泵对发动机外特性上各典型工况点进行实验分析，以及按照ECER49标准进行了发动机十三工况排放实验。由于实验条件所限，不能同时测量6个缸的缸内压力，因此选择标定前后循环喷油量差别较大的缸，测量缸内压力。在缸气缸盖上安装压力传感器，用以测量缸内压力。在飞轮上安装了霍尔传感器用以判断发动机的上止点信号和行程信号。燃烧过程分析采用燃烧分析仪。发动机的性能参数见表1试验中所用主要设备见表2 3实验结果及分析31对缸内压力和压力升高率的影响和为发动机全负荷1 500r/nin的缸的缸内大压力和大压力升高率对比图。可以看出，采用新标定的喷油泵后，喷油泵的各缸喷油量不均匀度大幅度改善，原喷油量差别较大气缸的喷油量降低到与各缸平均喷油量接近的水平，使发动机缸内大压力和大压力升高率减小，发动机的预混合燃烧量较少，高燃烧温度降低，高温燃烧时间也有所缩短，不仅使发动机工作更加柔和，更为重要的是有效地降低NOx排放量。

　　不同转速下缸内大压力对比后发动机的排放特性。可以看出，采用新标定的喷油泵后，无论是2500rmin的高转速还是1500rmin的低转速，无论是部分负荷还是全负荷，NOx排放量明显减少，CO排放量增多，HC排放量有时增多，有时减少。这是因为采用新标定的喷油泵后，通过严格控制发动机的循环供油量和提高各缸均匀度，使发动机的缸内大压力和大压力升高率降低，发动机在较大预混合区域内燃烧速率低，柴油机燃烧室内达到的高燃烧温度降低，已燃气体在高温下的停留时间减少，导致NOx的排放减少。

　　CO的排放有所升高是因为通过改善喷油泵各缸喷油量的不均匀度，缸内燃烧温度较低，由低温引起的稀燃熄火和火焰淬熄造成燃烧不完全，弓I起排气中的CO升高。

　　HC排放量的变化趋势有些杂乱，说明HC形成原因的复杂性。可以看出，通过严格控制喷油泵的各缸喷油量不均匀度，缸内燃烧温度降低，混合气局部过稀和壁面激冷等原因可能是造成大部分工况点HC排放提高的主要因素。

　　从的发动机十三工况排放结果可以发现同样的变化规律，即NOx排放量显著减少的同时，M、HC和CO的排放量增多。

　　虽然从趋势上看，NOx和PM排放仍保持相反的变化趋势。但是特别值得注意的是，在采用新标定的喷油泵后，NOx排放量从7815g/（kWh）降低到5.50g/（kWh）降低幅度达到42PM排放量从0 /（kWh）增加到0208g/（1Wh）增加幅度仅为/（1Wh）的PM排放量并不是很高，发动机的排放特性h）的NOx排放量已经很低。完全可以通过适当增大喷油提前角，使发动机的排放达到欧水平。是采用新标定的喷油泵，采用原机喷油提前角和喷油提前角提前2°A时发动机十三工况排放结果对比图。这是因为喷油提前角增大后，柴油机燃烧室内达到的高燃烧温度升高，已燃气体在高温下的停留时间增加，导致NOx的排放增加。另一方面，喷油提前角的增大会使混合气的均匀程度和燃烧都变得更加充分，从而降低HC排放值。这种方法的好处是既降低了发动机的总体排放，又因发动机喷油提前角增大，发动机燃烧完全，而使发动机的经济性改善。

　　不同供油提前角时的十三工况排放值4结论（1）采用新标定方法的喷油泵后，发动机的缸内压力和压力升高率明显降低。

　　（2）采用新标定方法的喷油泵后，发动机的NOx排放大为改善，虽然PM排放量增加，但是PM增加幅度显著低于NOx降低的幅度。同时，适当提高供油提前角，发动机的排放可以达到欧排放水平。